岩土注浆加固材料
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10 岩土注浆加固材料
❖ 10.1 注浆材料概述
▪ 浆液的要求、注浆材料的组成、分类及其特点、使用范围。
❖ 10.2 注浆浆液的基本性能参数
▪ 密度、浓度、PH值、粘度、胶凝时间、可注性和渗透性、毒性及腐 蚀性、固结体。
❖ 10.3 无机系注浆材料
▪ 单液水泥浆、水泥粘土类浆液、水泥水玻璃类浆液、水玻璃类、高 水速凝材料。
❖ 一般浆液浓度可用百分比浓度来表示，表达式为 （溶质质量/浆液质量）×100％
❖ 水泥浆液可用水灰比来反映浆液浓度，表达式为
* mW / mC
❖ 水泥浆液水灰比与密度有以下关系 1 2 /(1 3 * )
❖ 而水玻璃浓度可用波美度ºBe′表示
2020/4/10
0 Be 145 145 /
❖ 浆液性质对注浆工程来说是非常重要的，只有选择性能合适的浆液 才能达到实际注浆的目的。
❖ 如果浆液选择不当，使浆液难以注入或浆液流失、强度很低，则达 不到注浆目的。
▪ 因此必须了解浆液的基本性质：
▪ 浆液密度与重度
▪ 浆液浓度
▪ 浆液pH值
▪ 浆液粘度
▪ 浆液凝胶时间
▪ 浆液注入能力与渗透性
▪ 浸出液分析
❖ 因此，浆液材料的类型与特性对岩土体的加固效果起着 关键性的作用。
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10.1 注浆材料概述
一般对理想浆液的要求是：
▪ 初始粘度低、流动性好，可注性强，能渗透到细小的裂隙或孔隙内。 ▪ 凝胶时间可以在几秒～数小时范围内任意调整，并能准确控制。 ▪ 稳定性好，在常温、常压下较长时间存放不改变其基本性质，存放不
落球式粘度计
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10.2 注浆浆液的基本性能参数
➢ 浆液凝胶时间
▪ 一般是指在一定温度下，从参加反应的全部成分混合时起，到浆液 失去流动性止所经过的时间，可分为初凝时间和终凝时间。
10.2 注浆浆液的基本性能参数
➢ 浆液pH值Hale Waihona Puke Baidu
▪ 浆液酸碱度用pH值表示。浆液pH值等于浆液中氢离子浓度（摩尔浓 度）的负对数值，即 pH＝-lgH+ ❖ 为测定pH值所使用的试剂称为pH值指示剂，指示剂在pH值超过 一定值范围时发生变色。 ❖ 而为测定pH值使用的试纸称pH试纸，在纸上染有指示剂的颜色。
受温度、湿度变化的影响。 ▪ 无毒、无臭，不污染环境，对人体无害，属非易燃和易爆品。 ▪ 对注浆设备、管道、混凝土结构物等无腐蚀性，并易清洗。 ▪ 固化时无收缩，固化后与岩土体和混凝土等有一定的粘结力。 ▪ 结石体具有一定的抗压、抗拉强度，抗渗、抗冲刷及耐老化好。 ▪ 材料来源丰富，价格便宜。 ▪ 配制方便，操作简单。 ❖ 但已有浆液不可能同时满足上述要求。一种浆液只能符合上述几项要求， 注浆施工时应根据具体情况选用。
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10.1 注浆材料概述
❖ 注浆工程中所用的材料：
▪ 由主剂（原材料）、溶剂（水或其它溶剂）及外加剂混合而成。
▪ 通常所说的注浆材料是指浆液中的主剂。注浆材料必须是能固化的 材料，大体上可分为无机系和有机系两大类。
❖ 无机系注浆材料：包括单液水泥类、水泥-水玻璃类、粘土类、 水玻璃类、水泥粘土类等；
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10.2 注浆浆液的基本性能参数
▪ 测定浆液密度时，最好在该浆液的所有成分混合后，形成凝胶之前 测定完毕。 ❖ 若凝胶时间太短，可对甲、乙液分别测定，然后按其在配方中 用量多少来计算密度。 ❖ 由于浆液配方的改变，有些浆液密度可能会有一个变化范围， 这时需测出最大和最小值。
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❖ 10.4 有机系注浆材料
▪ 丙稀酰胺类、木质素类、脲醛树脂类、聚氨酯类、聚乙烯醇类、甲 基丙烯酸甲酯类、丙烯酸盐类。
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10.1 注浆材料概述
❖ 岩土注浆的实质：
▪ 是利用压力将能固化的浆液通过钻孔注入岩土体孔隙或裂隙中， 从而使岩土体的物理与力学性能得到改善，也就是说浆液的注入 和固化是被加固的岩土体力学性能改变的基础。
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▪ 浆液固结体性质
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10.2 注浆浆液的基本性能参数
➢ 浆液密度与重度
▪ 浆液的密度指浆液的质量与其体积的比值，即
m/V
▪ 浆液的重度为
g
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10.2 注浆浆液的基本性能参数
➢ 浆液的浓度
▪ 不同浆液浓度的表示方式不同。常用浆液浓度的表示方法有百分比 浓度、水灰比、波美度等。
❖ 有机系注浆材料：包括丙稀酰胺类、木质素类、脲醛树脂类、 聚氨酯类、聚乙烯醇类、甲基丙烯酸甲酯类、丙烯酸盐类等。
▪ 日常使用中，一般又将浆液分为水泥浆材和化学浆材。
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10.1 注浆材料概述
❖ 水泥浆材：
▪ 结石体强度高，造价低廉，材料来源丰富，配制方便，操作简单。 ▪ 但普通水泥颗粒较大，一般只能注入到直径或宽度大于0.2 mm的孔
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10.2 注浆浆液的基本性能参数
➢ 浆液的粘度
▪ 粘度是度量流体粘滞性大小的物理量。浆液粘度是指浆液所有成分混 合后的初始粘度。
▪ 对理想浆液的粘度要求：
❖ 初期粘度低，一旦凝胶则粘度急剧增大。
▪ 浆液粘度的大小直接影响浆液的扩散半径，同时也决定着注浆压力、 流量等参数的确定，从而影响到注浆效果。
隙或裂隙中。
❖ 化学浆材：
▪ 可注性好，浆液粘度低，能注入到细微裂隙中。
▪ 但化学浆液价格较贵，其应用范围也受到一定的限制。
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10.1 注浆材料概述
❖ 国内外可用于各种注浆的浆材品种达百余种以上。 ❖ 我国基本上拥有所有注浆材料，且研制了一些新的浆液品种。
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10.2 注浆浆液的基本性能参数
❖ 测定浆液粘度可采用斯托默旋转式粘度计等。
❖ 水泥浆的粘度通常用时间秒(s)表示，而一般液体的粘度用帕•秒
（Pa•s）表示。
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表10-2 几种常用注浆材料的粘度及测定方法
浆液名称
水泥浆材
单液水泥类 水泥－水玻璃类
水玻璃类
丙稀酰胺类
铬木素类
化学浆材
脲醛树脂类
聚氨酯类
糠醛树脂类
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环氧树脂类
粘度 15～140s 15～140s （3～4）×10-3 Pa﹒s 1.2×10-3 Pa﹒s （3～4）×10-3 Pa﹒s （5～6）×10-3 Pa﹒s （十几～几百）×10-3 Pa﹒s <2×10-3 Pa﹒s >6×10-3 Pa﹒s
测定方法 常用ZNN型泥浆粘
度计
使用旋转式粘度计 或
❖ 10.1 注浆材料概述
▪ 浆液的要求、注浆材料的组成、分类及其特点、使用范围。
❖ 10.2 注浆浆液的基本性能参数
▪ 密度、浓度、PH值、粘度、胶凝时间、可注性和渗透性、毒性及腐 蚀性、固结体。
❖ 10.3 无机系注浆材料
▪ 单液水泥浆、水泥粘土类浆液、水泥水玻璃类浆液、水玻璃类、高 水速凝材料。
❖ 一般浆液浓度可用百分比浓度来表示，表达式为 （溶质质量/浆液质量）×100％
❖ 水泥浆液可用水灰比来反映浆液浓度，表达式为
* mW / mC
❖ 水泥浆液水灰比与密度有以下关系 1 2 /(1 3 * )
❖ 而水玻璃浓度可用波美度ºBe′表示
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❖ 浆液性质对注浆工程来说是非常重要的，只有选择性能合适的浆液 才能达到实际注浆的目的。
❖ 如果浆液选择不当，使浆液难以注入或浆液流失、强度很低，则达 不到注浆目的。
▪ 因此必须了解浆液的基本性质：
▪ 浆液密度与重度
▪ 浆液浓度
▪ 浆液pH值
▪ 浆液粘度
▪ 浆液凝胶时间
▪ 浆液注入能力与渗透性
▪ 浸出液分析
❖ 因此，浆液材料的类型与特性对岩土体的加固效果起着 关键性的作用。
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10.1 注浆材料概述
一般对理想浆液的要求是：
▪ 初始粘度低、流动性好，可注性强，能渗透到细小的裂隙或孔隙内。 ▪ 凝胶时间可以在几秒～数小时范围内任意调整，并能准确控制。 ▪ 稳定性好，在常温、常压下较长时间存放不改变其基本性质，存放不
落球式粘度计
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10.2 注浆浆液的基本性能参数
➢ 浆液凝胶时间
▪ 一般是指在一定温度下，从参加反应的全部成分混合时起，到浆液 失去流动性止所经过的时间，可分为初凝时间和终凝时间。
10.2 注浆浆液的基本性能参数
➢ 浆液pH值Hale Waihona Puke Baidu
▪ 浆液酸碱度用pH值表示。浆液pH值等于浆液中氢离子浓度（摩尔浓 度）的负对数值，即 pH＝-lgH+ ❖ 为测定pH值所使用的试剂称为pH值指示剂，指示剂在pH值超过 一定值范围时发生变色。 ❖ 而为测定pH值使用的试纸称pH试纸，在纸上染有指示剂的颜色。
受温度、湿度变化的影响。 ▪ 无毒、无臭，不污染环境，对人体无害，属非易燃和易爆品。 ▪ 对注浆设备、管道、混凝土结构物等无腐蚀性，并易清洗。 ▪ 固化时无收缩，固化后与岩土体和混凝土等有一定的粘结力。 ▪ 结石体具有一定的抗压、抗拉强度，抗渗、抗冲刷及耐老化好。 ▪ 材料来源丰富，价格便宜。 ▪ 配制方便，操作简单。 ❖ 但已有浆液不可能同时满足上述要求。一种浆液只能符合上述几项要求， 注浆施工时应根据具体情况选用。
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10.1 注浆材料概述
❖ 注浆工程中所用的材料：
▪ 由主剂（原材料）、溶剂（水或其它溶剂）及外加剂混合而成。
▪ 通常所说的注浆材料是指浆液中的主剂。注浆材料必须是能固化的 材料，大体上可分为无机系和有机系两大类。
❖ 无机系注浆材料：包括单液水泥类、水泥-水玻璃类、粘土类、 水玻璃类、水泥粘土类等；
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10.2 注浆浆液的基本性能参数
▪ 测定浆液密度时，最好在该浆液的所有成分混合后，形成凝胶之前 测定完毕。 ❖ 若凝胶时间太短，可对甲、乙液分别测定，然后按其在配方中 用量多少来计算密度。 ❖ 由于浆液配方的改变，有些浆液密度可能会有一个变化范围， 这时需测出最大和最小值。
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❖ 10.4 有机系注浆材料
▪ 丙稀酰胺类、木质素类、脲醛树脂类、聚氨酯类、聚乙烯醇类、甲 基丙烯酸甲酯类、丙烯酸盐类。
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10.1 注浆材料概述
❖ 岩土注浆的实质：
▪ 是利用压力将能固化的浆液通过钻孔注入岩土体孔隙或裂隙中， 从而使岩土体的物理与力学性能得到改善，也就是说浆液的注入 和固化是被加固的岩土体力学性能改变的基础。
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▪ 浆液固结体性质
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10.2 注浆浆液的基本性能参数
➢ 浆液密度与重度
▪ 浆液的密度指浆液的质量与其体积的比值，即
m/V
▪ 浆液的重度为
g
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10.2 注浆浆液的基本性能参数
➢ 浆液的浓度
▪ 不同浆液浓度的表示方式不同。常用浆液浓度的表示方法有百分比 浓度、水灰比、波美度等。
❖ 有机系注浆材料：包括丙稀酰胺类、木质素类、脲醛树脂类、 聚氨酯类、聚乙烯醇类、甲基丙烯酸甲酯类、丙烯酸盐类等。
▪ 日常使用中，一般又将浆液分为水泥浆材和化学浆材。
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10.1 注浆材料概述
❖ 水泥浆材：
▪ 结石体强度高，造价低廉，材料来源丰富，配制方便，操作简单。 ▪ 但普通水泥颗粒较大，一般只能注入到直径或宽度大于0.2 mm的孔
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10.2 注浆浆液的基本性能参数
➢ 浆液的粘度
▪ 粘度是度量流体粘滞性大小的物理量。浆液粘度是指浆液所有成分混 合后的初始粘度。
▪ 对理想浆液的粘度要求：
❖ 初期粘度低，一旦凝胶则粘度急剧增大。
▪ 浆液粘度的大小直接影响浆液的扩散半径，同时也决定着注浆压力、 流量等参数的确定，从而影响到注浆效果。
隙或裂隙中。
❖ 化学浆材：
▪ 可注性好，浆液粘度低，能注入到细微裂隙中。
▪ 但化学浆液价格较贵，其应用范围也受到一定的限制。
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10.1 注浆材料概述
❖ 国内外可用于各种注浆的浆材品种达百余种以上。 ❖ 我国基本上拥有所有注浆材料，且研制了一些新的浆液品种。
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10.2 注浆浆液的基本性能参数
❖ 测定浆液粘度可采用斯托默旋转式粘度计等。
❖ 水泥浆的粘度通常用时间秒(s)表示，而一般液体的粘度用帕•秒
（Pa•s）表示。
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表10-2 几种常用注浆材料的粘度及测定方法
浆液名称
水泥浆材
单液水泥类 水泥－水玻璃类
水玻璃类
丙稀酰胺类
铬木素类
化学浆材
脲醛树脂类
聚氨酯类
糠醛树脂类
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环氧树脂类
粘度 15～140s 15～140s （3～4）×10-3 Pa﹒s 1.2×10-3 Pa﹒s （3～4）×10-3 Pa﹒s （5～6）×10-3 Pa﹒s （十几～几百）×10-3 Pa﹒s <2×10-3 Pa﹒s >6×10-3 Pa﹒s
测定方法 常用ZNN型泥浆粘
度计
使用旋转式粘度计 或